LED為什麼會發出不同顏色的光,此文讓我豁然開朗!

2020-12-03 製造原理

小夥伴們大家好!我是小馬哥,這次我給小夥伴們講講LED,上次那個妹子問什麼是二極體,我給妹子講了下PN 結的原理後妹子一臉懵,後來就再也約不到那個妹子出來玩了。二極體是啥都不知道?還當什麼電子工程師,此文滿足我的好奇心!

小馬哥這次就不講那麼深了,LED就是發光二極體的英文Light Emitting Diode簡稱,和二極體一樣都是有PN結,具有單向導電性,在PN結兩頭的引腳加以正向電壓,空穴和自由電子相遇,產生複合,然後產生了一定的能量.

這種能量要麼就以發熱這種方式呈現出來,要麼就以發光的形式呈現出來,發光二極體就是以發光的形式呈現出來,當然了發光二極體也會發熱。普通的二極體是不能發光滴。

發光二極體與二極體差別並不大,發光二極體在PN結摻雜了一些化合物:鎵、砷、磷、氮等。把這些化合物摻雜到P區和N區,然後加上引腳,用環氧樹脂給包起來,包起來堅固耐摔抗震。

為什麼要摻雜不同的化合物呢?為了發出不同顏色的光。目前LED由於效率高而受歡迎,許多人認為這是一種新科技,其實最早的LED已經存在了50多年,1962年的時候老美就研發出發光二級管了。

很多小夥伴都以為LED發出的光都是白色的,其實是紅色的,但是亮度非常微弱,當摻入砷化鎵,使LED發出了紅色,當然不是為了研發紅光而使LED發出紅色的光,後來被惠普買去當做指示燈用了,這就是為什麼許多的指示燈都是紅色的原因。

隨著科技的發展,慢慢的就出現了一些其他的顏色:摻入磷化鎵使LED發出綠色光,摻入碳化矽使LED發黃光等等。

1993年日本的一位電子工程專家中村修二成功發明了高亮度的藍色LED, 2014年憑藉「發明高亮度藍色發光二極體,帶來了節能明亮的白色光源」,天野浩與赤崎勇、中村修二共同獲得諾貝爾物理學獎。

是不是有點懵,為什麼發明了藍色的發光二極體,就帶來了白色光源。自然界的許多光源都是經過多種顏色混合而成的,白色光則是紅色、綠色和藍色混合而成。

中村修二發明藍色發光二極體之前,就發明出了紅色和綠色的發光二極體,藍光LED的出現將三原色集齊混合後,高亮度的白色光源就出來了,這種方法製造出白色的光源,它成本比較高,要三原色的混合,製作工藝也複雜。但是效率高,白色的色域廣。

現在生產技術先進,白光LED很少用這個方法製造了,當然了還有其他的方法發出白光,比如說藍色的LED晶片上抹上黃色的螢光粉,咱們肉眼看起來就是白色的光了。

又有小夥伴要問了,中村修二怎麼就獲得了諾貝爾物理學獎,怎麼就不是頒布給紅色發光二極體的發明人,或者綠色發光二極體的發明人呢,他們的貢獻也很大啊,為何就給了時隔那麼久才發明出藍色發光二極體的發明者呢?

因為由於製作藍色LED非常困難,其他的發明者因為製作工藝,放棄了繼續研究,中村修二還是堅持的繼續研發,藍色發光二極體的出現,混合黃色的螢光粉,把LED推向了照明界。

藍色發光二極體的出現,聚齊了三原色,在顯示屏中,實現了全彩顯示屏。混合發出白色的光源,實現了LED作為照明光源的用途。所以藍光LED在LED照明上有著重要的意義。

許多的顏色要麼基於三原色或者兩原色混合發光,或者單一的原色加上螢光粉發不同顏色的光,實現白光的兩種途徑中,目前應用最廣泛,實現了產業化的就是在藍色LED的基礎上加了黃色的螢光粉。

每個顏色都對應著它自己的波長,什麼是波長呢?拿一根繩子,上下搖動,會出現波浪形,而波長就是兩個相鄰的浪頂之間的距離,用納米做單位。波長和摻雜的不同雜質和電壓有關。

有小夥伴問一個LED能發出幾種光,是什麼操作?這種發光二極體裡面有發出兩種顏色的LED晶片,有三個引腳,三個引腳中有一個是公共端,共陽極或者共陰極,拿紅綠LED來說,接上公共端和紅色LED另一引腳,則發出紅色的光芒,接上綠色引腳和公共端則發出綠色光芒,當兩個顏色同時接通,紅色和綠色光芒混合,就發出黃色的光。

這種LED 集成後在顯示屏的應用比較廣泛,在火車站比較常見,火車站上的列車時刻表,還有就是用在交通信號燈上面等等。

還有就是閃爍版的led了,現在市面上有自己就會閃爍的LED,叫自閃爍LED。它裡面有控制閃爍電路,只要通上工作電壓就能嗶哩嗶哩的閃爍了。如果小夥伴有興趣的話用PCB板做一個電阻和電容構成的振蕩電路,閃爍的頻率並不高。

現如今LED照明已經遍布咱們的生活,LED消耗能量和白熾燈減少80%左右,較節能燈減少40%左右。

白熾燈主要是通過鎢絲的發熱產生光源,這種燈效率不高,大部分的電能被轉化為熱能消耗掉了,溫度越高,鎢絲慢慢升華成為了鎢氣,然後粘附在燈泡裡,使燈泡變黑,白熾燈做成 「大肚子」是有原因的,鎢氣升華後擴散的廣,不會集中一起,不然黑色覆蓋燈泡,發光亮度就會減少。慢慢的鎢絲越來越細,等它斷了,這隻白熾燈也就結束了它的壽命。

LED照明應用範圍廣,效率高,佔據了主要的市場,但是效率受高溫影響而急劇下降,發熱量也大,這就是為什麼LED燈有個散熱器的原因了,一般情況下LED壽命長達50000個小時,能用個五、六年。白熾燈慢慢的也退出了歷史的舞臺,將來會不會有其他的照明硬體把LED給擠下去呢?

相關焦點

  • LED為什麼會發出不同顏色的光,此文讓我豁然開朗
    為什麼要摻雜不同的化合物呢?為了發出不同顏色的光。目前LED由於效率高而受歡迎,許多人認為這是一種新科技,其實最早的LED已經存在了50多年,1962年的時候老美就研發出發光二級管了。LED發出紅色的光,後來被惠普買去當做指示燈用了,這就是為什麼許多的指示燈都是紅色的原因。
  • LED為什麼會發出各種顏色的光
    前面給各位介紹了LED發光二極體的組成,今天要給各位講述的是LED發光二極體為什麼會發出各種顏色的光?晶片決定。比如說630波長的晶片封裝出的LED就發紅色的光,這個用來做指示燈比較多。520波長的晶片封裝出來的LED發翠綠光,這個基本上用於交通指示燈。
  • 七彩LED為什麼能發出不同顏色的光,它的工作原理是什麼?
    三、七彩LED發光原理要想知道七彩LED發光原理,首先來認識一下紅(R)、綠(G)、藍(B)三基色,由這三種顏色經過不同組合可以得到其他不同的顏色。例如紅光和綠光同時點亮時,紅綠兩種光混合成黃色,變色燈的變色原理是通過三種基色LED分別點亮兩個LED時,它可以發出黃、紫、青色(如紅、藍兩LED點亮時發出紫色光),若紅、綠、藍三種LED同時點亮時,它會產生白光。
  • 千足蟲生殖器紫外線下發出不同顏色的光,科學家:這無法解釋
    而現在科學家更是發現了千足蟲的特別之處,那就是它們的生殖器在紫外光線下居然能夠發出不同的顏色,至於說為什麼會出現這樣的變化,研究學者也沒有辦法來解釋。關於這個特殊的結構,其實以前科學家也發現了,並且曾經利用這個特殊的結構來分辨出不同的千足蟲物種,不過在肉眼觀察下,它們的顏色是沒有什麼差異的,可是在紫外線的照耀下,顏色會有一些差異。
  • led燈越來越暗怎麼辦 led燈色溫顏色
    我們家裡安裝的是什麼燈就要了解什麼燈的知識,因為,在後期的時候使用的過程中很有可能就會出現一些故障,如果不及時解決的話,那麼,晚上在家裡就看不見什麼都不能幹,所以,建議大家先看一下led燈越來越暗怎麼辦的方法有什麼,除此之外,要知道led燈色溫的顏色有哪些。
  • 為什麼會有不同顏色的眼睛?
    為什麼中國人的眼睛是黑棕色,而西方人眼睛顏色就很多呢?話不多說,大家先看些圖片:中國人與西方人眼睛顏色的不同也與基因遺傳相關。在走出非洲後,長期適應不同自然環境、不同生活方式,導致影響膚色、發色、眼睛顏色的基因發生了突變。而持續不斷的地理遷徙和越國「戀愛」,也使得後代的基因慢慢變得不同,形成了難得一見的「與眾不同」。那個讓眼睛呈現出不同顏色的部位,叫虹膜。眼睛的顏色,主要取決於眼睛虹膜中黑色素的多少。
  • 各色LED光的發光顏色及波長
    (*^__^*)【光的顏色和它的波長】 光的顏色是否可以看見是由它的波長決定的,光的波長是以納米為單位的也說是十億分之一米。發光二極體發出的光幾乎都是一致的也就是說它幾乎都是在一個波長,發出非常純的顏色。以下是光的顏色和它的波長。
  • 為什麼恆星有不同的顏色?科學家又是如何觀測到恆星有不同顏色
    這副對聯說的是在月光下觀花,看不清花的顏色。同樣, 由於星光太暗,我們用肉眼也很難分辨每顆星星的顏色,不少人 有「千星一色」的感覺0其實,恆星世界是姥紫嫣紅,五光十色 的。臂如織女星是白色的,老人星是杏黃的,參宿四是火紅的, 畢宿五是橙色的。五顏六色的星光不僅把星空裝扮得多姿多彩, 而且給天文學家研究恆星的化學成分、物理性質提供了重要的信 息。
  • 為什麼有些元素會燃燒不同的顏色?
    如果你有一個打火機,你會發現當火焰經過中間的金屬時,它會變成綠色。在分子水平上,火焰一般不會因為溫度差異而發生顏色的變化。那麼為什麼打火機在碰到金屬時,顏色會發生變化呢?當你給電子提供能量(以火焰或熱能的形式)時,它們會被激發並躍遷到更高的能級。然而,在較高的能級,電子是不穩定的,最終會下降到較低的能級。
  • 大功率led與小功率led的區別
    led即發光二極體,是二極體的一種,特性是電流正嚮導通的時候發出不同顏色的光來。大功率led又是led的一種,相對於小功率led來說,大功率led單顆功率更高,亮度更亮,價格更高。
  • 為什麼LED燈更環保?(下)
    冷發光如何發出白光?細心的朋友可能注意到了,與白熾燈相比,冷發光雖然有許多優點,但是也有一個問題,那就是只能發出一種顏色的光。對於指示燈、信號燈等用途,單色燈已經足夠了,然而如果用於室內照明,單色光會讓人覺得很不舒服。那麼怎樣才能讓螢光燈和發光二極體發出柔和的白光呢?
  • 南極冰山為什麼會有很多不同的顏色?
    冰山可以是白色,藍色,綠色,黃色甚至是黑色,為什麼會這樣呢?冰山的顏色取決於它與光的相互作用。「純冰」(不含汙染物的冷凍水)應該是藍色的,因為冰吸收長波長的可見光(黃色和紅色)比短波長的(藍色)更加有效。只要厚度夠,它會過濾掉長波長的可見光,只剩下短波長的藍光反射到我們眼睛裡,使冰看起來是藍色的。
  • 雲朵為什麼會有不同顏色
    說到雲朵,不知道你有沒有發現,天空中的雲朵經常會變顏色。有時候是白雲,有時候是烏雲,傍晚的時候還可能變成紅色或者橙色的雲,你知道雲朵為什麼會變顏色嗎?紅雲其實,雲朵的顏色主要跟透過雲層的陽光有關係。一般來說,當雲朵比較薄的時候,陽光是可以直接從雲層中間透過來的,這時候我們看到的就是陽光的顏色,所以這種雲朵也是白色的。
  • 星星有著不同的顏色!
    人類肉眼可見的星星約有6000多顆,如果仔細觀察,會發現星星的顏色有著很大的差異。原來,它們的顏色同溫度有密切關係,不同溫度的發光物體所發出光的波長是不同的,溫度低的M型星,光的主要成分是紅光,呈現紅色。溫度較高的A型星,散發各種顏色的光,呈白色,溫度很高的O型星,光的主要成分是藍光,所以呈藍色,至於星星為什麼會「眨眼睛」,那是由於大氣的密度在不斷變化。
  • led色溫多少對眼睛好?led燈對眼睛有傷害嗎?
    色溫是按絕對黑體來定義的,如今LED燈具在生活中是很常見的了,有著各種各樣的顏色,那麼led色溫多少對眼睛好?led燈對眼睛有傷害嗎?別急,下面原本同城就來為大家講解一番,一起來看看吧。led色溫多少對眼睛好?有報告中指出白冷光LED和藍光LED對眼睛有害,應該被禁止使用。
  • led燈在應用方面優勢
    led燈串led技術正日新月異的在進步,它的發光效率正在取得驚人的突破,價格也在不斷的降低。一個白光LED進入家庭的時代正在迅速到來。耐衝擊,抗雷力強,無紫外線(UV)和紅外線(IR)輻射。無燈絲及玻璃外殼,沒有傳統燈管碎裂問題,對人體無傷害、無輻射。太陽能led燈半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴佔主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。
  • 星星是什麼顏色的? 為什麼星星有不同的顏色?
    星星是什麼顏色的? 為什麼星星有不同的顏色?時間:2017-02-28 09:37   來源:中國數字科技館   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:星星是什麼顏色的? 為什麼星星有不同的顏色? 萬裡無雲的夜晚我們常常可以看到無數閃亮的星星。
  • 為什麼星星有不同的顏色
    天氣晴朗的時候,抬頭仰望星空,我們在驚嘆於夜空如此美麗的同時,會發現夜空中的星星的顏色各不相同,這無疑使我們的夜空增添了許多浪漫的氣息,但你考慮過這是為什麼嗎?原來,星星的顏色是由其表面溫度決定的,我們看到的星星都是恆星,恆星表面進行著劇烈的熱核反應,核燃料釋放出能量,產生較高的溫度,從而發出光線。我們的太陽也是一顆恆星。
  • 為什麼火焰有不同的顏色?
    在分子水平上,火焰一般不會因為溫度差異而發生顏色的變化。 那麼為什麼打火機在碰到金屬時,顏色會發生變化呢? 這其實是原子內電子能級的躍遷,如果我們採用玻爾模型,它假設電子在既定軌道上繞原子核旋轉,每一個軌道都有相應的能量。
  • LED的歷史以及LED燈的種類區分
    LED燈有好多種,有led照明燈、led燈帶、led燈杯、led節能燈、led裝飾燈、led地埋燈、led輪廓燈、led投光燈......